Xiaomi、Apple、Honorなどの3Cメーカーが大量注文を受け、金属3Dプリント材料企業の爆発的な増加が続く

はじめに：2024年の初めに、主要な消費者向け電子機器（3C）大手が新製品を発売し、観客の支持を獲得しました。その中で、比較的大きな視聴者層を持つ分野として、携帯電話メーカーも、生産サイクルを短縮し、コストを削減するために、3Dプリントなどの新興技術を製品生産プロセスに導入しようとし始めています。携帯電話などの 3C 製品の製造変革により、金属 3D プリント材料サプライヤーの台頭、さらには爆発的な増加の機会ももたらされると予測されます。
2024年2月23日、南極熊は、Xiaomiが昨日の公式発表会でXiaomi 14 Ultra Titanium Special Editionを発表したことを知りました。価格は8,999元に達し、Xiaomi史上最強のUltraモデルとなりました。ウルトラモデルのミドルフレームは、チタン合金射出成形（MIMI）プロセスを使用してチタン合金で作られています。 TC-4超強力チタン合金を採用し、降伏強度は900MPaで、Xiaomi 14 Ultra標準版の214%、材質硬度は14 Ultra標準版の259%です。繊細な外観、内部耐圧性、抜群の感触を備えています。

Xiaomi の携帯電話のミドルフレームは MIM チタン金属で作られています<br /> Xiaomi 14 Ultraは、Xiaomiのこれまでの2番目のチタン合金ミドルフレーム携帯電話です（2023年のXiaomi 14 Proは、チタン合金バージョンを発売する最初のモデルです）。この素材は、日常使用による摩耗や傷に耐えることができ、携帯電話の携帯性を高めます。 Xiaomiグループの陸衛兵氏は、Xiaomi 14 Ultraのチタンバージョンは、カスタマイズされたツールを使用して、射出成形焼結体をベースにCNC二次加工を施しており、歩留まりはわずか50％で、コストが非常に高いと述べました。

射出成形（MIM）プロセスの原理は、ミクロンレベルの粉末をプラスチックと混合して粒状の原料とし、50,000MPaの超高圧で金型に注入して内部を圧縮、焼結、脱脂し、最終的に超高密度チタン金属中間フレームを直接形成することです。 MIM で使用される粉末は、射出成形部品の表面仕上げを良好に保つために、通常、粒子サイズが 20μm 未満である必要があります。 Xiaomi 14 Ultra携帯電話のミドルフレームの製造プロセスでは3Dプリント技術は使用されていませんが、原材料側で金属粉末を多用することで、国内の金属3Dプリント材料メーカーにも大きなチャンスがもたらされます。 Antarctic Bearによると、有名な金属3DパウダーメーカーのAVIC Mateは、Xiaomi Titanium Alloy Editionのチタン合金パウダーサプライヤーの1つです。 AVIC Mate も携帯電話の売れ行き好調に乗り、人気が出て注文が急増すると確信しています。
2023年以来、南極熊は、国内の多くの金属3Dプリント粉末材料メーカーがチタン合金粉末材料の大量の注文を受けていることに気づきました。周知のとおり、金属 3D プリントで使用される金属粉末原料のほとんどはエアロゾル化によって生成され、必要な粉末粒子サイズの範囲は 15 ～ 53 μm の範囲に集中しており、これは MIM プロセス (<20 μm) よりもわずかに大きい値です。エアロゾル化されたチタン合金粉末は主に3Dプリント市場に供給されているため、MIMに必要な超微粉末を元の粉末からふるい分ける必要があり、収率は高くありません。
現在、MIM プロセスは 3C 電子製品のフレームとコンポーネントの製造に広く使用されており、金型に基づく統合成形により、減算処理による材料の無駄が大幅に削減されていますが、焼結プロセスによりブランクの寸法精度に大きな偏差が生じ、表面粗さが悪くなるため、MIM 部品の二次 CNC 加工が必要になります。しかし、微粉末の生産コストの高さ、供給材料の混合の必要性、二次CNC加工もコスト増加につながります。大手携帯電話メーカーはより低コストの生産モデルを模索しており、これはまた、短工程の金属3Dプリント技術の参入の余地も提供します。

Apple、Honorなど携帯電話メーカーが金属3Dプリントを積極的に導入 最新の調査によると、Appleは2023年に3Dプリント技術を積極的に導入し始めた。昨年発売されたApple Watch製品の一部のチタン製部品には3Dプリント技術が使われている。 Apple Watch Series 9 のケースは、ステンレススチールのバインダージェッティングメタル 3D プリントを使用して製造されています。Apple Watch Ultra のデジタルクラウン、サイドボタン、その他の操作ボタンは、チタン合金粉末床レーザー溶融 (L-PBF) メタル 3D プリントを使用して製造されています。スマートウォッチのテストが成功すれば、Apple は今後数年間でさらに多くの製品にこの技術を採用することを検討するかもしれない。実際、Apple はすでにチタン合金の特許を大量に保有しています。調査機関PatentlyAppleの統計によると、現時点でAppleはチタン合金材料に関する特許を合計8件取得している。
△Apple Watch Series 9 3Dプリントステンレススチールケース（左）、Apple Watch Ultra 3Dプリントチタン製クラウンなど（右）
Appleに加えて、Samsung、Huawei、OPPOなどの企業も現在、次世代製品にチタン合金技術を採用することを計画している。 Honorが2023年7月に発売したMagic V2は、チタン合金ヒンジを採用した世界初の折りたたみ式フラッグシップフォンです。ヒンジシャフトカバー部分には、チタン合金3Dプリント技術が初めて採用されています。また、携帯電話にチタン合金技術が大規模に採用されたのも初めてです。サプライヤー筋によると、チタン合金技術を折りたたみ式スクリーンスクロールデバイスに適用すると、全体の厚さと重量を軽減できるため、ファーウェイは携帯電話にもそれを使用する予定だという。サムスンやOPPOなどの企業は、サプライチェーンとのコミュニケーションとテストを加速し始めており、次世代製品にチタン合金技術を採用しようとしています。
△ Honor Magic V2のチタン合金ヒンジシャフトカバーは3Dプリントされています。Apple、Huaweiなどの家電大手はチタン合金3Dプリントに大きな関心を示し、チタン合金プリント技術を導入して自社製品に適用しようとしており、チタン合金が家電分野で新たな応用の進歩を先導していることを示しています。チタン合金材料は軽くて強いですが、加工の難しさ、材料と設備のコストの高さ、印刷速度の遅さなどの問題が残っています。3Dプリント技術は、チタン合金技術の大量生産の問題点とチタン合金材料の成形の問題を効果的に解決できます。
大手メーカーの実証効果により、3Dプリント技術は今後さらに多くの民生用電子製品に拡大すると予想されます。 Xiaomi 14 Pro（2023.10）、Xiaomi 14 Ultra（2024.2）、Samsung Galaxy S24 Ultra（2024.3）などはチタン合金部品を採用、または採用が確認されており、3C業界でチタン合金の応用がトレンドとなっている。
チタン合金3Dプリント技術の携帯電話への応用展望<br /> 現在、チタン合金製シャフトカバーの材料費は約30元ですが、加工コストは10倍にも達することが分かっています。チタン合金は総コストが比較的高いため、これまでは主に航空宇宙、バイオメディカル、化学工学、エネルギー技術などの分野で使用されてきました。現在では、3Dプリント技術と組み合わせることで、比較的強度があり、延性があり、印刷しやすい高性能チタン合金の開発が可能となり、民生用電子機器の分野でも徐々に利用され始めています。
これまで、3Dプリントの問題点として、大量生産ができないことが挙げられますが、現在、民生用電子機器における折りたたみスクリーン＋チタン合金のトレンドにより、3Dプリントの市場空間が解放されました。今後、チタン合金シャフトカバーの量産に3Dプリント技術が活用され、歩留まりがさらに向上することで限界費用が下がり、価格もさらに下落すると予想されます。コストがますます制御可能になるにつれて、チタン合金 3D プリント技術は、消費者向け電子機器の新たな革命をリードすると期待されています。
また、近年、国内メーカーの金属3Dプリント技術は成熟し、産業基盤も整っており、これも携帯電話分野におけるチタン合金3Dプリント技術の産業応用を推進する大きな後押しとなるだろう。最も広く使用されている金属3Dプリント技術ルートである選択的レーザー溶融法（SLM）を例にとると、国内の設備メーカーであるFarsoon High-techとPolyliteは、成形サイズやスキャン速度などのさまざまな指標で国際的に先進的なレベルに達しています。
最近では、上場企業も3Dプリント事業の進捗状況を公表するなどしている。ポリライトは、同社が比較的完全な金属3Dプリント業界のエコシステムを構築したと述べた。ファルスーン・ハイテックは、同社が独立かつ制御可能な3Dプリント技術システムを確立したと発表した。レイカスレーザーは、同社の付加製造分野を戦略事業として分類しており、3Dプリントなどの表面処理事業が順調に発展し、一括受注も獲得していると述べた。 Apple Watch Ultraの製造に使用されている金属プリンターのサプライヤーは、国内A株企業2社、Farsoon High-TechとPolyliteであることが明らかになった。さらに、Honor関連製品のヒンジの協力サプライチェーンには、Polylite、AAC Technologies、Golden Sunなどの企業が関与しています。
原材料供給の面では、我が国の付加製造材料は基本的に国内代替が完了しています。中国付加製造産業連盟が2021年に実施した大規模企業50社に対する調査結果によると、わが国の大規模付加製造原材料企業50社の2021年の生産額は14.7億元で、そのうち、主に高温合金、チタン合金、アルミニウム合金などの金属材料の年間生産量は約700トン、売上高は5.5億元で、37％を占めた。国内の主要な付加製造原材料サプライヤーとしては、AVIC Mate、Polylite、Wellari などがあります。また、金属3Dプリンター設備のコア部品であるレーザーやガルバノメーターの国内代替プロセスは遅いものの、多くの国内メーカーが懸命に取り組んでおり、レーザーやガルバノメーターなど産業用3Dプリンターのコア部品の国産化が進行中である - 南京雄3D印刷ネットワーク - プラットフォーム（nanjixiong.com）。国内メーカーの原材料と設備の両面での努力は、チタン合金3Dプリントが3C業界に参入するための強力なサポートを提供しました。
△世界有数の積層造形用原材料生産者。（出典：中泰証券研究所）
短期的には、3C業界の新しい3Dプリント市場空間はiPhone>Apple Watch>折りたたみ式電話ハブカバーであり、その中で24年間の3Dプリント装置の新しい市場は100億ドルを超えるでしょう。中国証券の推計によると、2024年に折りたたみ式スクリーンヒンジカバー、腕時計ケース、iPhoneミドルフレームの3Dプリント普及率がそれぞれ10％/25％/10％になると仮定すると、新しい3Dプリント設備スペースは1億6000万元/10.4億元/117億元になります。中長期的な視点で見ると、家電業界全体における3Dプリンティングの普及率は極めて低く、成長の余地は大きいと言えます。 StatistaとWohlersによると、2022年の世界の民生用電子機器市場規模は約1兆100億米ドル、世界の民生用電子機器3Dプリント市場規模は21億2700万米ドルで、普及率はわずか約0.21％です。将来的には、チタン合金の普及と大手メーカーの実証効果により、3C業界における3Dプリントの応用には依然として大きな成長の余地があります。
概要<br /> AppleやHuaweiなどの家電大手は、業界の技術革新と発展の方向をリードしています。彼らがチタン合金3Dプリント技術を応用することで、他の携帯電話やテクノロジー企業も追随するでしょう。Xiaomiの新しい携帯電話の詳細は、この傾向の良い証拠です。
チタン合金 3D プリント技術の継続的な発展と成熟により、産業チェーン全体の規模は徐々に拡大し、家電業界で新たな市場シェアを占めるのは時間の問題かもしれません。また、3C業界におけるチタン合金3Dプリント技術の普及は、電子製品の主要材料の革新と普及をもたらし、製造効率の向上、サプライチェーンの最適化にもつながり、産業チェーンの共同イノベーション効果がさらに刺激されることが期待されます。

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